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Dell'Oro Group,Ethernet Switch Forecast,2018年1月

早在2010年時,IEEE便通過了規範40Gb與100Gb乙太網路的803.3ba協定,緊接著從2011年起,Cisco等廠商便開始為用戶部署100Gb乙太網路的環境,但一直要等到2016年以後,100Gb乙太網路才開始有明顯的成長,隨後在2017年底超越40Gb乙太網路的出貨量。到了今日,100Gb不僅已成為當今資料中心骨幹網路的主流規格,也開始往伺服器端與儲存設備端擴散。

造成100Gb乙太網路應用大爆發的因素有兩個:首先,是在需求面,隨著用戶資料量的持續增加,以及各式各樣雲端服務的大幅擴張,上一代的10Gb或40Gb乙太網路架構已難以滿足需求,促使資料中心對於100Gb乙太網路的需求大幅提高。

其次,是在技術面,出現了更低成本、更容易部署與擴展的100Gb乙太網路技術。原有的40Gb與100Gb乙太網路,直接繼承了10GbE的基本架構,兩者分別是10Gb乙太網路的「4線化(4-lane)」與「10線化(10-lane)」版本,成本高昂,以致普及速度十分緩慢。而2014年7月初誕生的25Gb乙太網路聯盟(25 Gigabit Ethernet Consortium),則開始推廣新的25/50Gb乙太網路,以此為基礎可更容易擴展為100Gb或更高的傳輸頻寬規格,25Gb的「4線化」便成為100Gb,無論線材或收發器的成本都更低,也大幅提高了用戶的接受度。

向伺服器與儲存設備端擴散的100Gb乙太網路

不同於5、6年前,目前100Gb乙太網路產品已經是隨手可得。從Cisco、Juniper、Arista等一線網路設備大廠,到二、三線廠商以至臺灣國產廠商,幾乎都能提供支援100Gb乙太網路的交換器、路由器等產品。而且,憑藉新一代的可程式化ASIC或FPGA晶片,許多市面上的新款交換器產品,都能同時支援100Gb、50Gb、40Gb、25Gb、10Gb等多種乙太網路傳輸規格。

更進一步,100Gb乙太網路不僅被用於資料中心骨幹網路,作為機架與機架之間的Uplink/Spine網路連接,也開始往伺服器與儲存設備端擴散。

在伺服器端方面,現在Chelsio、Marvell與Mellanox等網路卡廠商,都可提供各式各樣的100Gb乙太網路卡產品,供伺服器使用,HPE、聯想、Supermicro等伺服器廠商,也分別為旗下產品線,提供支援100Gb乙太網路的網路卡或I/O模組子卡選項,用戶要讓伺服器連接與運行100Gb乙太網路,已不是難事。

類似的,在儲存端應用方面,基於通用伺服器硬體的軟體定義儲存產品,可以安裝100Gb乙太網路卡,便能很容易地支援單通道100Gb的傳輸架構,提供遠比既有10Gb或40Gb乙太網路更高效的資料傳輸。例如,國產軟體定義儲存廠商Bigtera,他們的VirtualStor Scaler產品線當中,就提供了100Gb乙太網路介面。

而興起中的NVMe-oF傳輸架構(NVMe-over-Fabric)領域,採用100Gb乙太網路作為NVMe傳輸物理層的產品,更是方興未艾,其中較具代表性的產品,如NetApp的EF570全快閃儲存陣列與E5700混合儲存陣列,便提供了100Gb乙太網路的I/O模組選項,作為執行NVMe over RoCE傳輸架構的物理介面。類似的NVMe儲存產品,還有E8 Storage的儲存伺服器、WD的Ultrastar Serv24-HA、Pavilion Data的RF系列等,都是支援基於100Gb乙太網路的NVMe-oF架構。

所以,有需求的用戶,其實,現在就已經可以組成相關的配置,從網路端、伺服器涵蓋到儲存設備,達到端到端(End-to-End)的全面100Gb乙太網路傳輸架構。

開始起飛的400Gb乙太網路應用

臺灣廠商的400Gb乙太網路交換器

智邦與緯穎等臺灣廠商,在400Gb乙太網路交換器新興領域,與Cisco、Arista與Juniper等大廠並列為首波推出廠品的廠商。例如,上面這張照片為緯穎今年Computex展出的400Gb乙太網路交換器OSW12800,提供32組400Gb QSFP-DD網路埠。

儘管100Gb乙太網路已能提供相當高的頻寬,但是對於業務不斷擴展的大型雲端服務業者來說,100Gb乙太網路也已經不能滿足需求,從而促成了200Gb與400Gb乙太網路的實用化。

事實上,IEEE已分別於2017與2018年,通過了規範400Gb與200Gb乙太網路傳輸的802.3bs與802.3cd協定。400Gb與200Gb乙太網路可看作是25/50Gb乙太網路的擴展,如400Gb就有25Gb×16、50Gb×8與100Gb×4等多種型式。在200Gb與400Gb兩種規格中,又以400Gb更具潛力,成本增加有限,但頻寬大了一倍。

目前第一波400Gb乙太網路產品已經上市, Cisco、Arista與Juniper等大廠先後推出了400Gb乙太網路交換器外,特別值得注意的是,國內的智邦(Accton)與緯穎(Wiwynn)等廠商,也都發表了400Gb乙太網路交換器,在這個新領域占有一席之地。

邁向800Gb乙太網路

儘管100Gb乙太網路才剛步上普及,400Gb乙太網路也開始進入應用階段,但是對於不斷擴展的網路服務來說,對更高傳輸頻寬的渴望似乎永遠不會得到滿足,因此早在2年以前,Arista等網路廠商便呼籲,現實的需求已無法等待IEEE緩慢的標準制定程序,提議相關廠商加速推動新一代的800Gb乙太網路發展。

而從超大規模資料中心的加速成長趨勢來看,下一代的800Gb乙太網路,甚至是Tb等級的乙太網路,或許將會比預期更早到來。

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